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DIPL.-ING. WALTER HOLZER
DIPL.-ING. OTTO PFEIFER
DIPL.-ING. DR. TECHN. ELISABETH SCHOBER
A-1010 WIEN, SCHOTTENRING 16, BÖRSEGEBÄUDE
Die Erfindung betrifft eine Fussbodenschleifmaschine mit einem Rahmen, der an seiner Unterseite einen motorangetriebenen, höhenverstellbaren Schleifteller mit einer Schleifscheibe trägt, mit einer den Schleifteller umgebenden ringförmigen Staubabsaugduse und mit zwei vorderen Laufrädern sowie einem Hinterrad, welche den Rahmen abstützen, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Signale einer Distanzmesseinrichtung zur Distanzmessung des seitlichen und vorderen Abstandes der Schleifmaschine zur Wand auswertet und mittels einer Servoeinrichtung das als Spornrad ausgebildete Hinterrad und einen Hinterradantriebsmotor zur Bewegung der Schleifmaschine steuert,
wobei eine Vorrichtung zur Einstellung des Anpressdruckes des Schleiftellers sowie der Antriebsmotor des Schleiftellers ebenfalls mittels der Steuereinrichtung regelbar sind.
Der Bedarf an Fussbodenschleifmaschinen wächst ständig mit dem steigenden Einsatz von Holzböden statt Spannteppichen in privaten und geschäftlichen Räumlichkeiten und dem damit verbundenen Erfordernis nach einer wirtschaftlichen und insbesondere automatisch funktionierenden Schleifmaschine. Insbesondere besteht der Bedarf nach einer vollautomatischen Schleifmaschine, welche die eigene Position schnell und präzise berechnet .
Die WO 2004/105998 beschreibt eine Fussbodenschleifmaschine, bei welcher die Signale von Ultraschallsensoren zur Distanzmessung des seitlichen und vorderen Abstandes der Schleifmaschine zur Wand ausgewertet werden und mittels einer Servoeinrichtung das als Spornrad ausgebildete Hinterrad und ein Hinterradantriebsmotor zur Bewegung der Schleifmaschine gesteuert werden. Bei dieser bekannten Schleifmaschine erfolgt die Positionsberechnung über die Ultraschallsensoren in manchen Fällen, z.B. in engen Korridoren, zu langsam, um die Schleifrichtung der Schleifmaschine an den Verlauf der zu schleifenden Fläche ohne Verzögerung anzupassen.
Ein weiteres Problem ergibt sich durch die Anordnung des Staubsackes auf der Schleifmaschine selbst, weil der Schleifbetrieb unterbrochen werden muss, falls der Staubsack voll ist.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine verbesserte vollautomatische Fussbodenschleifmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, einen hauptsächlich aus Holz bestehenden Boden eines Raumes oder zusammenhängender Räume mit einer durchgehenden Fläche ohne Verzögerungen gleichmässig abzuschleifen.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Fussbodenschleifmaschine der einleitend angegebenen Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Distanzmesseinrichtung einen Laser-Scanner mit einem Laser-Distanzsensor und einem Drehspiegel aufweist, wobei der Laser-Scanner die Messsignale über eine Datenschnittstelle an die Steuereinrichtung übermittelt,
dass eine von der Steuereinrichtung steuerbare Schleifstaubabsaugturbine ausserhalb der zu schleifenden Fläche angeordnet ist und die Staubabsaugduse der Schleifmaschine über eine aufgehängte Saugleitung mit einem Staubsack der Absaugturbine verbunden ist, und dass ein den Schleifteller tragender Rahmenteil der Schleifmaschine mit einem das Spornrad samt Hinterradantriebsmotor tragenden Rahmenteil lösbar verbunden ist.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist der Schleifteller mit einer zylinderförmig ausgebildeten Hohlwelle verbunden und weist in der Mitte eine Öffnung zur Hohlwelle auf, wobei vorzugsweise die Hohlwelle in einer Führung gelagert ist,
welche an der Unterseite des vorderen Rahmenteiles angebracht ist.
Vorzugsweise ist das Spornrad an der Unterseite des hinteren Rahmenteiles mittels einer senkrechten Welle drehbar gelagert.
Durch den erfindungsgemässen Einsatz eines Laser-Scanners ist ein äusserst präziser, flexibler sowie vollautomatischer und kostengünstiger Betrieb der Fussbodenschleifmaschine möglich. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass durch den ausserhalb der zu schleifenden Fläche angeordneten Schleifsack ein unterbrechungsfreier Schleifbetrieb erreicht werden kann, weil die Grösse des Schleifsackes an die Grösse des zu bearbeitenden Bodens angepasst werden kann. Zugleich ermöglicht die Teilung der Vorrichtung in zwei voneinander lösbare Teile einen einfachen Transport und eine gute Wartung.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen: Fig. 1 eine Schleifmaschine gemäss der Erfindung und Fig. 2 schematisch den Informationsaustausch einer Steuereinrichtung der Schleifmaschine mit den Komponenten der Schleifmaschine .
Die erfindungsgemässe Schleifmaschine 1 hat einen Grundrahmen 2, der zwei miteinander lösbar gekuppelte Rahmenteile 2', 2" aufweist. Der vordere Rahmenteil 2' weist an einer Unterseite eine umlaufende Schürze 3 auf.
Eine rotierende und zylinderförmig ausgebildete Hohlwelle 4 mit einem eine Schleifscheibe 5' aufnehmenden Schleif eller 5, welcher in der Mitte eine Öffnung zur Hohlwelle 4 aufweist und mit hoher Umfangsgeschwindigkeit antreibbar ist, ist in einer Führung 6 gelagert.
Diese Führung 6 ist an der Unterseite des vorderen Rahmenteiles 2' angebracht.
Der Anpressdruck des Schleiftellers 5 wird von einer am hinteren Rahmenteil 2" angeordneten Steuereinrichtung 7 automatisch geregelt, indem die Steuereinrichtung 7 die Leistungsaufnahme eines einen (nicht gezeigten) Hebelmechanismus des Schleiftellers 5 betätigenden Elektromotors 8 auswertet, um den Elektromotor 8 auf einen vorbestimmten Druck einzustellen. Die Übertragung des Drehmomentes von einem am vorderen Rahmenteil 2 * gelagerten Schleifscheiben-Antriebsmotors 9 zur Schleifwelle 4 erfolgt über einen Keilriemen 10' einer Riemenscheibe 10. Eine nicht gezeigte ausserhalb der abzuschleifenden Fläche angeordnete Staubabsaugturbine wird von einem ebenfalls nicht gezeigten Antriebsmotor angetrieben, der seinerseits von der Steuereinrichtung 7 gesteuert wird.
Der erzeugte Saugdruck befördert den von der Schleifscheibe 5' des Schleiftellers 5 nach aussen geschleuderten Schleifstaub über eine ringförmige Staubabsaugduse 11, die um den Schleifteller 5 herum angebracht ist, und über eine aufgehängte flexible Rohrleitung 12 zu einem nicht gezeigten Staubsack. Hierdurch wird verhindert, dass durch die hohe Schleifgeschwindigkeit das Schleifkorn der Schleifscheibe 5' verklebt. Die Luftbewegung wird durch die Fliehkraft des Schleiftellers 5, der in der Mitte eine Öffnung zur hohlen Schleifwelle 4 hat, erzwungen.
Die Schleifmaschine hat drei Räder, wobei je ein als Laufrad 13 ausgeführtes Rad auf der linken und rechten Seite des vorderen Rahmenteiles 2' knapp hinter dem Schleifteller 5 vorgesehen ist.
Das als Antriebsrad-Spornrad 14 ausgeführte Hinterrad ist im hinteren Rahmenteil 2" mittels einer drehbaren Welle 15 gelagert, welche von einem Getriebemotor 17 über eine Servoeinrichtung 16 angetrieben wird.
Die Lenkung und Richtungsänderung der Schleifmaschine 1 wird dadurch erreicht, dass die senkrechte Welle 15 um ihre Drehachse gedreht werden kann.
Die Schleifmaschine 1 wird im Wandbereich des zu schleifenden Raumes in Gang gesetzt, und ein an der Vorderseite des vorderen Rahmenteiles 2 - angebrachter Laser-Scanner 18 mit ei > nem Öffnungswinkel von mindestens 180[deg.], der einen nicht gezeigten Laser-Distanzsensor und einen nicht gezeigten Drehspiegel aufweist, dient zur Distanzmessung des seitlichen und vorderen Abstandes der Schleifmaschine zur Wand.
Der Laser-Scanner 18 meldet der Steuereinrichtung 7 über eine Datenschnittstelle die Winkelstellung und den Abstand der Schleifmaschine 1 relativ zur Wand. Dabei dient der Drehspiegel zur Ablenkung des Laserstrahles, wodurch die Wandbereiche fächerförmig abgetastet werden.
An der Vorderseite der Schleifmaschine 1 angebrachte seitliche Sensoren fungieren als Not-Ausschalter und verhindern ein Anstossen der Schleifmaschine 1 an die Wand.
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DIPL.-ING. WALTER WOOD
DIPL.-ING. OTTO PIPER
DIPL.-ING. DR. TECHN. ELISABETH SCHOBER
A-1010 VIENNA, SCHOTTENRING 16, BÖRSEGEBÄUDE
The invention relates to a floor sanding machine with a frame which carries on its underside a motor-driven, height-adjustable sanding pad with a grinding wheel, with an annular Staubabsaugduse surrounding the sanding pad and with two front wheels and a rear wheel, which support the frame, wherein a control device is provided, which evaluates the signals of a distance measuring device for distance measurement of the lateral and front distance of the grinding machine to the wall and controls by means of a servo device designed as a tail wheel rear wheel and a rear wheel drive motor for moving the grinding machine,
wherein a device for adjusting the contact pressure of the sanding plate and the drive motor of the sanding pad can also be controlled by means of the control device.
The demand for floor sanding machines is constantly growing with the increasing use of wood floors instead of tensioned carpets in private and business premises and the associated requirement for an economical and in particular automatically functioning grinding machine. In particular, there is a need for a fully automatic grinding machine which calculates its own position quickly and accurately.
WO 2004/105998 describes a floor grinding machine in which the signals from ultrasonic sensors for distance measurement of the lateral and front distances of the grinding machine to the wall are evaluated and controlled by means of a servo device formed as a tail wheel rear wheel and a rear wheel drive motor for moving the grinding machine. In this known grinding machine the position calculation via the ultrasonic sensors takes place in some cases, e.g. in narrow corridors, too slow to adjust the grinding direction of the grinding machine to the course of the surface to be ground without delay.
Another problem arises from the arrangement of the dust bag on the grinding machine itself, because the grinding operation must be interrupted if the dust bag is full.
The invention aims to provide an improved fully automatic floor sanding machine capable of evenly grinding a floor of a room or contiguous rooms consisting mainly of wood with a continuous surface without delays.
A floor grinding machine of the type described in the introduction is characterized in that the distance measuring device has a laser scanner with a laser distance sensor and a rotating mirror, wherein the laser scanner transmits the measuring signals to the control device via a data interface,
in that a grinding dust suction turbine controllable by the control device is arranged outside the surface to be ground and the dust suction nozzle of the grinding machine is connected to a dust bag of the suction turbine via a suspended suction line, and that a frame part of the grinding machine carrying the sanding plate is detachably connected to a frame part carrying the tail wheel together with the rear wheel drive motor is.
According to a further feature of the invention, the sanding pad is connected to a cylinder-shaped hollow shaft and has an opening in the middle to the hollow shaft, wherein preferably the hollow shaft is mounted in a guide,
which is attached to the underside of the front frame part.
Preferably, the star wheel is rotatably mounted on the underside of the rear frame part by means of a vertical shaft.
By the inventive use of a laser scanner, an extremely precise, flexible and fully automatic and cost-effective operation of the floor sanding machine is possible. A further advantage of the invention is that an uninterrupted grinding operation can be achieved by the grinding bag arranged outside the surface to be ground, because the size of the grinding bag can be adapted to the size of the soil to be processed. At the same time, the division of the device into two separable parts enables easy transport and good maintenance.
The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawings. 1 shows a grinding machine according to the invention and FIG. 2 shows schematically the information exchange of a control device of the grinding machine with the components of the grinding machine.
The grinding machine 1 according to the invention has a base frame 2 which has two frame parts 2 ', 2 "detachably coupled to one another. The front frame part 2' has an encircling skirt 3 on an underside.
A rotating and cylindrical hollow shaft 4 with a grinding wheel 5 'receiving grinding eller 5, which has an opening in the middle to the hollow shaft 4 and can be driven at high circumferential speed, is mounted in a guide 6.
This guide 6 is attached to the underside of the front frame part 2 '.
The contact pressure of the sanding pad 5 is automatically controlled by a control device 7 arranged on the rear frame part 2 "by the control device 7 evaluating the power consumption of an electric motor 8 actuating a lever mechanism (not shown) of the sanding pad 5 in order to set the electric motor 8 to a predetermined pressure. The transmission of torque from a mounted on the front frame part 2 * grinding wheel drive motor 9 to the grinding shaft 4 via a V-belt 10 'of a pulley 10. A not shown outside the surface to be abraded arranged Staubabsaugturbine is driven by a drive motor, also not shown, in turn of the control device 7 is controlled.
The generated suction pressure conveys the abrasive dust thrown outwardly from the grinding wheel 5 'of the sanding pad 5 via an annular Staubabsaugduse 11 which is mounted around the sanding pad 5 around, and a suspended flexible pipe 12 to a dust bag, not shown. This prevents the abrasive grain of the grinding wheel 5 'from sticking due to the high grinding speed. The air movement is forced by the centrifugal force of the grinding plate 5, which has an opening in the middle to the hollow grinding shaft 4.
The grinding machine has three wheels, with one wheel designed as an impeller 13 being provided on the left and right sides of the front frame part 2 'just behind the sanding pad 5.
The rear wheel embodied as a drive wheel tail wheel 14 is mounted in the rear frame part 2 "by means of a rotatable shaft 15, which is driven by a geared motor 17 via a servo device 16.
The steering and direction change of the grinding machine 1 is achieved in that the vertical shaft 15 can be rotated about its axis of rotation.
The grinding machine 1 is set in motion in the wall area of the space to be ground, and a laser scanner 18 mounted at the front side of the front frame part 2 with an opening angle of at least 180 [deg.], A laser distance sensor and not shown Having a rotating mirror, not shown, is used for distance measurement of the lateral and front distance of the grinding machine to the wall.
The laser scanner 18 reports to the control device 7 via a data interface, the angular position and the distance of the grinding machine 1 relative to the wall. The rotating mirror serves to deflect the laser beam, whereby the wall areas are scanned fan-shaped.
Side sensors attached to the front side of the grinding machine 1 act as emergency stop switches and prevent the grinding machine 1 from abutting the wall.